Excesul de utilizare a jocului pe Internet este asociat cu o modificare a conectivității funcționale Fronto-Striatal în timpul procesării feedback-ului cu feedback (2018)

Conectivitate mai slabă vmPFC cu nucleul caudat

Este cunoscut faptul că vmPFC este implicat în traducerea recompenselor la reprezentările de valoare subiectivă (39, 42). Are conexiuni reciproce cu striatumul pentru funcțiile cognitive și afective / emoționale (43, 44). Constatările noastre relevă o cuplare funcțională disociată a vmPFC cu subregiuni ale striatumului asociat cu IGO: conectivitate funcțională mai slabă cu striatum dorsal (adică nucleul caudat) și conectivitate mai puternică cu striatum ventral (adică NAcc).

Nucleul caudat este regiunea țintă a neuronilor de proiecție a dopaminei în substantia nigra și se cunoaște că este implicat în asocierea asocierilor de acțiune-rezultat în timpul învățării cu recompensă (45). Este una dintre regiunile creierului în care anomaliile asociate IGD au fost raportate pe scară largă în46), structural (47, 48) și studii funcționale (17). De exemplu, adulții tineri cu dependență de internet manifestă disponibilitate scăzută a receptorilor dopaminici D2 în caudatul dorsal bilateral, iar severitatea dependenței de internet măsurată prin scări IAT este asociată negativ cu disponibilitatea receptorilor de dopamină D2 în caudatul stâng (46). De asemenea, indivizii IGD par să fi crescut volumul de materie cenușie în caudat, alături de performanțele de control cognitiv afectat (47). Dong și colab. (17) au raportat o activare redusă a caudatelor la persoanele cu dependență de internet în timpul luării deciziilor în contextul câștigurilor "continue", sugerând insuficienta atenție selecțiilor de comportament anterioare și rezultatelor acestora.

Activitățile creierului ca reacție la feedback pozitiv au fost raportate atât în ​​nucleul caudat cât și în vmPFC, mai ales când feedback-ul conține informații pentru comportamentul viitor (49). Rezistența anatomică a conexiunii caudate-vmPFC sa dovedit a prezice flexibilitatea acțiunii direcționate spre obiectiv (50). Comunicarea funcțională defectuoasă între striatumul dorsal și vmPFC găsită în grupul IGO al acestui studiu implică faptul că ar trebui să existe decizii anormale sau eșecul ajustării comportamentale pentru recompensa monetară, în special deoarece au fost raportate constatări similare pentru alte tipuri de dependență. De exemplu, Lee și colab. (51) a raportat cuplarea funcțională redusă între striatumul dorsal și regiunea orbitofrontală care înconjoară vmPFC în timpul unei sarcini Odd-Even-Pass la persoanele cu dependență de alcool, în asociere cu selecția lor persistentă de alegeri maladaptive. Cu toate acestea, nu am găsit o legătură între conectivitatea slabă a VMPFC-dorsal striatum a IGO și performanța de învățare pentru recompensă monetară.

Conectivitate mai puternică vmPFC cu nucleul accumbens

Spre deosebire de conectivitatea nucleului caudate vmPFC-caudate, conectivitatea vmPFC-NAcc a fost îmbunătățită în grupul IGO. NAcc, ca una dintre componentele principale ale striatumului ventral, a fost sugerată a fi implicată în atribuirea salienței stimulative unui stimulent satisfacator. Circuitul vmPFC-NAcc a fost propus să fie un mecanism neuropatologic al dependenței (52). De exemplu, există o conectivitate funcțională crescută între striatum ventral și vmPFC la persoanele dependente de heroină în timpul perioadei de repaus (53). O conectivitate crescută vmPFC-NAcc a fost de asemenea raportată la adulții tineri dependenți de alcool în timpul procesării recompenselor, iar diferențele individuale în această conectivitate au fost asociate cu frecvența consumului de alcool (54).

Constatările noastre sunt în concordanță cu concluziile lui Volkow et al. (55), care a sugerat că dependența este legată de circuitele "ACUM", în care circuitul vmPFC / NAcc ridicat favorizează alegerea unei recompense imediate. Constatarea actuală a cuplării vmPFC-NAcc în grupul IGO este compatibilă cu modificările patologice ale mecanismelor neuronale implicate în procesarea valorilor de recompensă în dependența de substanțe, în special în cadrul circuitelor "care doresc".

Deși a existat o corelație negativă între conectivitatea funcțională vmPFC-NAcc și rata de ședere corectă pentru recompensa monetară, trebuie interpretată această constatare cu prudență. Rețineți că doi indivizi din grupul IGO ale căror puncte forte ale conectivității funcționale vmPFC-NAcc au fost sporite în timpul livrării recompensei monetare au prezentat cea mai mică rată de ședere corectă. În special, un participant la grupul IGO ar putea fi identificat ca un valoric anormal [metoda distanței lui Cook; (56)]. Corelația negativă descoperită inițial în grupul IGO [r₍₁₆₎ = -0.516, p = 0.028] nu mai este semnificativ dacă această extrapolare este eliminată din analiză [r₍₁₅₎= -0.233, p = 0.369]. În mod alternativ, credem că această valoare anterioară este doar exemplul extrem al acestei relații negative, în care participantul cu cea mai îmbunătățită cuplare funcțională vmPFC-NAcc pentru recompensă monetară ar experimenta cea mai mare interferență cognitivă în procesarea feedbackului recompensei. Performanța scăzută a acestui participant a fost specifică doar recompensei monetare (0.65: rata medie de ședere corectă a grupului IGO = 0.941; SD = 0.094), nu la recompensa simbolică (0.77: rata medie de ședere medie a grupului IGO = 0.822; SD = 0.179). Acest lucru sugerează că performanța comportamentală slabă a outlierului nu a fost asociată cu o neînțelegere a instrucțiunilor de sarcină sau cu o capacitate slabă de învățare în general. Mai mult, o tendință similară a unei relații negative a existat chiar și în grupul de control normal [r₍₁₈₎ = -0.440, p = 0.052], indicând faptul că cuplarea funcțională crescută vmPFC-NAcc a fost asociată cu performanțe slabe de învățare pentru recompensă monetară, indiferent de problemele IGO. Această interpretare este susținută de un raport anterior că printre participanții sănătoși indivizii cu conectivitate ventrală striatum-vmPFC au prezentat o tendință de comportament mai mare impulsivă în timpul unei sarcini de reducere a întârzierii (57). Constatarea actuală a conectivității funcționale întărite vmPFC-NAcc în grupul IGO poate fi înțeleasă ca un mecanism patologic similar unei amplificări semnificative în circuitele "dorite" (58). Cu alte cuvinte, cuplarea îmbunătățită a vmPFC-NAcc pentru stimularea recompensării la indivizii IGO poate fi legată de un răspuns mai bun pentru recompensă, care ar putea fi un posibil mecanism de bază al comportamentului problematic de utilizare a internetului pentru stimulente speciale.

Conectivitate VS mai slabă cu cortexul cingular anterior anterior

Examinarea noastră a conectivității funcționale funcționale VS a relevat faptul că indivizii IGO au cuplaj VS-dACC mai slab comparativ cu grupul martor. Această cuplare funcțională redusă între striatum ventral și dACC este în concordanță cu constatările anterioare. Conectivitatea intrinsecă a striatumului ventral-dACC sa dovedit a fi asociată cu o severitate mai mare a nicotinei (59) și dependența de cocaină (60). De asemenea, Crane și colab. (61) au raportat că grupul cu risc ridicat în tulburarea consumului de alcool (adică, consumatorii de cheaguri) întâmpină dificultăți în implicarea acestei rețele în timpul procesării recompenselor.

În contextul învățării, DACC are un rol important în codificarea asociațiilor de acțiune-rezultat, incluzând integrarea istoriei recompenselor pentru a ghida deciziile pentru recompense potențiale (62, 63). De asemenea, sa sugerat implicarea în semnalizarea nevoii de atenție în timpul învățării (64). Au fost raportate anomalii ale funcției dACC pentru prelucrarea feedbackului la indivizii IGD. Yau și colab. (65) a constatat că adolescenții cu utilizare problematică a internetului au blocat negativitatea legată de feedback și amplitudinile P300 în timpul asumării riscurilor, sugerând funcția anormală a ACC în procesarea timpurie și întârziată a feedback-ului. Având în vedere că VS este, de asemenea, o regiune critică a creierului pentru învățarea asociată recompensei (66), precum și pentru procesarea recompenselor (67), cuplajul funcțional între VS și dACC trebuie să aibă un rol critic în învățarea feedback-ului, în care valorile rezultatelor pentru răspunsurile selectate sunt actualizate. Prin urmare, cuplarea funcțională VS-dACC modificată în grupul IGO ar putea indica o dificultate în reprezentarea semnalelor de valoare atașate relațiilor acțiune-rezultat, care la rândul lor ar putea duce la probleme de învățare, chiar dacă performanța învățării nu a fost observată pentru recompensa monetară.

Conectivitate mai slabă a VS cu alte regiuni corticale și subcortice

Am constatat cuplaje funcționale anormale pe scară largă în studiile vlPFC, precuneus și gyrus lingual în asociere cu IGO. Aceste regiuni sunt implicate în diferite controale cognitive în timpul învățării feedback-ului. De exemplu, vlPFC este cunoscut pentru ghidarea comportamentului flexibil orientat spre țintă prin integrarea informațiilor de motivare din zonele subcortice (68, 69). Precinusul și gyrusul lingual sunt activate ca răspuns la recompensa monetară în timpul învățării inverse atunci când o recompensă este dată ca un semnal pentru a inversa rolurile (70). Potrivit lui Dong et al. (71), există o reducere a activării cortexului frontal inferior la indivizii IGD atunci când se fac alegeri riscante. Reducerea conectivității funcționale dintre VS și diferitele regiuni corticale din grupul IGO din studiul curent sugerează că sunt afectate controalele cognitive ale prelucrării feedback-ului atunci când o recompensă monetară este dată ca feedback pozitiv.

De asemenea, am constatat că grupul IGO a prezentat o conectivitate mai slabă VS funcțională cu pallidum în timpul procesării monetare. Pallidul primește conexiuni eferente din striatum ventral, în special din NAcc, și trimite un semnal către cortex prin intermediul releelor ​​prin talamus (72). Pallidumul este cunoscut în principal ca fiind asociat cu funcțiile motrice, însă un rol important în procesarea recompensării a fost, de asemenea, discutat pe larg (73). Zhai și colab. (74) a raportat că IGD este asociat cu eficiența redusă a materiei albe în pallidum. VS și pallidum sunt ambele implicate în impactul hedonic al dependenței, despre care se crede că este mediată de sistemele opioide (75), speculăm că reducerea conectivității funcționale VS-Pallidum la indivizii IGO poate reflecta plăcerea hedonică redusă pentru recompensa monetară. Această interpretare este în concordanță cu un model teoretic al dependenței care încorporează puncte de referință hedonice scăzute (76).

De ce sunt efectele asupra conectivității funcționale numai pentru recompensa monetară?

Numai pentru recompensă monetară, grupul IGO a prezentat conectivitate funcțională modificată, cu modele mai slabe sau mai puternice. În timpul învățării prin feedback, participanții au fost conștienți de faptul că un răspuns corect ar putea duce fie la o recompensă monetară, fie la o recompensă simbolică. Deoarece nu fuseseră informați cu privire la care stimul de învățare urma să fie urmat de o recompensă monetară, spre deosebire de recompensă simbolică, livrarea unei recompense monetare ar fi avut o mai mare sănătate motivațională în raport cu o recompensă simbolică. Faptul că aceste efecte au fost limitate la grupul IGO sugerează că această sensibilitate a avut un impact mai mare asupra indivizilor IGO decât controalelor.

În ciuda efectelor funcționale de conectivitate observate la indivizii IGO pentru recompensă monetară, nu am detectat o deficiență de învățare pentru recompensă monetară în grupul IGO în raport cu controalele. Un motiv posibil ar putea fi un efect de plafon. În această paradigmă de învățare a feedback-ului, unde fiecare feedback a fost dat pe baza unei contingențe determinate de stimulare-rezultat, rata medie de ședere corectă pentru recompensa monetară a fost foarte mare în ambele grupuri (grupul IGO: M = 0.94, SD = 0.09; grup de control: M = 0.95, SD = 0.04). În consecință, ar fi dificil să se rezolve orice deficiență de învățare pentru învățarea din recompensă monetară, chiar și în grupul IGO. O altă posibilitate este ca indivizii IGO să se poată baza pe alte resurse cognitive compensatorii pentru a învăța asociațiile SR, rezultând o performanță similară controalelor. Cu toate acestea, nu am găsit dovezi care să susțină ipoteza compensatorie, deoarece majoritatea rețelelor funcționale investigate au fost mai slabe în grupul IGO decât în ​​controale. Pentru singurul exemplu de conectivitate funcțională crescută în grupul IGO (adică cuplarea vmPFC-NAcc), relația cu performanța comportamentală a fost opusul așteptărilor: persoanele cu cuplaj mai puternic vmPFC-NAcc pentru recompensă monetară au prezentat o tendință redusă de a alege același răspuns în alte ocazii. Astfel, dacă există un mecanism compensator pentru depășirea deficienței de învățare pentru feedback-ul recompensării în IGO, acesta trebuie să existe în afara rețelelor de cuplare vmPFC sau VS. În cele din urmă, ar trebui să luăm în considerare posibilitatea ca mecanismele compensatorii ale IGO să nu apară în timpul procesării feedback-ului, așa cum este investigat în studiul actual, ci în timpul intervalului inter-proces (strategia memoriei de lucru) sau în timpul selecției de prezentare / răspuns al stimulului. În concordanță cu această idee, un raport anterior (1) sugerează că indivizii IGO au recrutat o strategie de memorie de lucru în mod special pentru recompensă monetară pentru a compensa afectarea învățării lor de recompensă.

Obligații și limitări

Deși am observat diferite modele funcționale de conectivitate ale VS și vmPFC în grupul IGO, gradul acestor anomalii nu a fost asociat cu severitatea simptomelor dependenței de jocuri pe internet. Anomaliile găsite în rețelele funcționale implicate în procesarea informațiilor despre recompense ar putea rezulta din utilizarea intensă a jocurilor pe internet ale persoanelor IGO. Cu toate acestea, această posibilitate nu a fost susținută de datele noastre, deoarece nu am putut găsi nicio corelație între timpul petrecut în jocuri și punctele forte ale conectivității. O posibilitate alternativă este ca severitatea dependenței să nu prezinte o relație liniară cu gradul de anomalii în procesarea recompensei. Un alt lucru este că persoanele cu anumite funcții inerente, preexistente ale rețelei funcționale pot fi mai susceptibile de a cădea în probleme de utilizare excesivă a jocurilor. De exemplu, activitatea de joc casual poate deveni problematică pentru cei care sunt relativ ineficienți în procesarea cerințelor cognitive / atenționale de a controla mediul înconjurător atunci când se confruntă cu plăcere pentru recompense extrem de evidente, punând astfel de indivizi altfel normali la risc pentru IGD. Vor fi necesare studii longitudinale pentru a aborda efectele pe termen lung ale utilizării jocurilor pe internet sau factorii de risc în procesarea informațiilor.

Depresia și tulburarea de deficit de atenție / hiperactivitate (ADHD) au fost implicate în procesarea recompenselor (77, 78), ambele fiind și comorbiditățile psihiatrice bine cunoscute ale IGD (79). Modificările în modelele de conectivitate funcțională observate în grupul IGO nu au fost asociate cu nici o comorbiditate a IGD, cum ar fi depresia sau impulsivitatea. Întrucât diferențele de grup pentru recompensa monetară s-au observat în rețelele cerebrale funcționale cunoscute a fi implicate în controlul cognitiv al recompensei, este rezonabil să presupunem că aceste diferențe sunt legate de prelucrarea informației recompensate. Prin urmare, diferențele în procesarea informațiilor pentru recompensarea monetară sunt probabil critice ale caracteristicilor IGD care pot apărea independent de trăsăturile de personalitate sau tulburările emoționale.

Este important să discutăm câteva limitări ale acestui raport. Grupul nostru IGO a constat din tineri care erau considerați "în pericol" de IGD. Trebuie să fim atenți în generalizarea constatărilor noastre la femelele IGO sau la bărbații sau femeile diagnosticate clinic cu IGD (80). O altă problemă este folosirea unui interval fix inter-stimul între stimulii de învățare și afișarea feedback-ului, așa cum este tipic pentru paradigmele de învățare asociate SR. Acest interval fix ar fi putut cauza ca datele imaginilor pentru activarea legată de feedback să fie afectate de activitatea reziduală din perioada de anticipare a feedback-ului (adică, prezentarea răspunsului sau inițierea răspunsului). Într-adevăr, un studiu anterior, care examinează eroarea de predicție a recompensării în IGD, a relevat activarea blândă a VS în timpul procesării taciei (81). În cele din urmă, trebuie avut în vedere faptul că abordarea funcționalității conectivității nu dezvăluie relații directe sau cauzale între două regiuni, chiar dacă unele dintre interpretările noastre au fost informate prin interconexiuni specifice anatomice găsite în studiile pe animale.